Sendo uma fonte de energia nacional vital, o transporte de petróleo e gás natural de longa-distância e alta{1}}pressão impõe requisitos rigorosos aos materiais dos gasodutos. Os tubos de aço, como principal transportador do transporte de petróleo e gás, determinam diretamente a segurança, durabilidade e economia da rede de dutos. Sob condições complexas, como alta temperatura, alta pressão, corrosão e deformação geológica, apenas materiais de aço para dutos adequados podem garantir a operação estável-de longo prazo dessa artéria energética.
O sistema de materiais para dutos de transmissão de petróleo e gás é baseado em aço especializado para dutos, aderindo tanto ao padrão internacional API 5L quanto ao padrão doméstico GB/T 9711. Está dividido em dois graus de qualidade: PSL1 e PSL2. O PSL2 tem requisitos mais rígidos em termos de composição, resistência, detecção de falhas e soldabilidade, e é adequado para tubulações troncais de alta-pressão e alto-risco. O aço para dutos é classificado pela resistência ao escoamento; o padrão API usa a série X e o padrão nacional usa a série L. O número corresponde ao limite de escoamento mínimo (MPa), que é a base principal para a seleção do material.
Para coleta e transporte de baixa-pressão e tubulações-de curta distância dentro das estações, L245 (Grau B) e L290 (X42) são preferidos. Esses aços microligados para dutos com baixo-carbono têm baixo teor de carbono, boa tenacidade e são fáceis de soldar. Eles são adequados para coleta e transporte convencional de petróleo e gás, redes internas de oleodutos de campos petrolíferos e linhas auxiliares de transporte com pressões abaixo de 4MPa. Eles possuem boa plasticidade e resistência ao impacto, podem se adaptar a ambientes gerais do solo e oferecem excelente custo-em cenários não-corrosivos e de baixa-pressão, tornando-os um material fundamental para a engenharia de superfície de campos de petróleo e gás.
Para linhas de transmissão de média- e alta-pressão de longa-distância, os materiais principais escolhidos são L360 (X52), L415 (X60) e L450 (X65). Esses três tipos são os principais materiais usados na rede de oleodutos troncais de petróleo e gás da China, com um limite de escoamento de 360–450 MPa, equilíbrio entre resistência, tenacidade e soldabilidade. Eles são adequados para pressões de transmissão de 6 a 10 MPa e cobrem tubulações de petróleo bruto, petróleo refinado e gás natural de longa distância. Em ambientes geológicos convencionais, como planícies e colinas, eles podem suportar de forma estável a pressão interna e as cargas externas, ao mesmo tempo que facilitam-a construção de soldagem no local, atendendo às necessidades da grande maioria das linhas troncais terrestres.
Tubulações de alta-pressão e grande-diâmetro em ambientes complexos utilizam aço para tubulações de alta-resistência L485 (X70) e L555 (X80). X70 e X80, por meio de micro{10}}ligas e processos controlados de laminação e resfriamento, mantêm a resistência a baixas-temperaturas enquanto aumentam a resistência. Isto permite paredes de tubos mais finas, reduzindo o consumo de aço e os custos de construção. Eles são adequados para linhas troncais de alta-pressão acima de 10 MPa e para cruzar terrenos complexos, como rios, montanhas e áreas de permafrost. Eles também são materiais comumente usados-para oleodutos transfronteiriços e oleodutos marítimos próximos à costa.
Para condições operacionais especiais que envolvem meios corrosivos, como sulfeto de hidrogênio, dióxido de carbono e alta salinidade, o aço carbono comum é propenso a trincas induzidas por hidrogênio (HIC) e trincas por corrosão sob tensão (SSC). Portanto, aços-resistentes a ácidos para tubulações (como L245NS, L360NS, X52NS e X65NS), aço inoxidável duplex ou tubos compostos devem ser selecionados. O teor de enxofre e fósforo dos materiais resistentes-aos ácidos é estritamente limitado, e a resistência à corrosão é melhorada através da fundição de aço puro para garantir a segurança da coleta e transporte em campos ácidos de petróleo e gás. Em ambientes altamente corrosivos, é utilizada uma estrutura composta de aço carbono + camada-anticorrosiva + revestimento interno, equilibrando resistência e resistência à corrosão.
Em resumo, não existe material absolutamente “ideal” para tubos de aço que transportam petróleo e gás natural; apenas a escolha mais adequada: L245/L290 para coleta e transmissão de baixa-pressão, L360/L415/L450 para linhas troncais de média- e alta-pressão, X70/X80 para ambientes complexos de alta-pressão e tubos de aço-resistentes a ácidos ou compostos para condições corrosivas. A seleção científica de materiais deve atender aos requisitos de desempenho, como resistência, tenacidade, resistência à corrosão e soldabilidade, além de cumprir as regulamentações e controlar os custos, a fim de criar uma rede de dutos de transmissão de energia segura, eficiente e{13}}duradouro, fornecendo suporte sólido para um fornecimento estável de petróleo e gás.
